CN117187730A - 一种锅具的加工制备方法、锅具及烹饪器具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锅具的加工制备方法、锅具及烹饪器具，锅具的加工制备方法包括对锅具基体依次进行一次抛光、喷砂、熔射、氮化和二次抛光的步骤；其中，所述熔射步骤通过将熔射原料熔射于所述锅具基体的内表面上以形成熔射层；按质量百分比计，所述熔射原料包括75％～100％的钛材料和0％～25％的陶瓷材料。本申请提供的锅具的加工制备方法，在锅具基体的内表面形成熔射层时，采用纯金属钛或在金属钛中掺入部分陶瓷材料，能够有效防止熔射层脱落，在保证其不粘效果的同时还可以具有更好的强度、硬度以及耐磨性；与此同时，还显著提高了表面具有凹凸结构的熔射层的耐酸、耐盐的耐腐蚀能力，显著延长锅具的使用寿命。
Description
技术领域
本发明公开涉及烹饪器具技术领域，尤其涉及一种锅具的加工制备方法、锅具及烹饪器具。
背景技术
炒锅是厨房烹饪过程中最常用的工具，而铁质炒锅由于其使用寿命长、导热迅速且均匀、易于保养等优点，被大多数消费者接受和认可。然而，铁质炒锅在长期的烹饪使用过程中，却存在耐酸性以及耐盐雾腐蚀能力较差的问题。
为了避免铁质炒锅存在的耐酸及耐腐蚀问题，市场上采用添加有例如铬、镍、钼等多种能够提高强度和防腐性能的重金属元素的不锈钢材质，制成不锈钢炒锅，然而，不锈钢炒锅的防腐能力提升有限，并且其重金属含量较高，长期使用可能导致消费者摄入部分重金属元素，不利于饮食安全。
现有技术中提供了一些耐腐蚀的锅具，例如，专利CN114983238A提供了一种抗高温蠕变金属涂层的烹饪容器及其制造方法，该技术方案中向锅体基体表面熔射形成熔射层，其中熔射层的熔射原料包括铁和钛，并还掺杂了铬、镍和钼，以兼顾不粘锅的耐磨、耐腐蚀和耐酸性能。然而，该方法仍使用了大量的重金属元素，不利于饮食安全性的提高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明旨在提供一种能够在具有更高饮食安全性的同时，还能够显著提升耐腐蚀性能的锅具。其中可以理解的是，本申请所述耐腐蚀能力包括耐酸(例如2％柠檬酸溶液)腐蚀能力和耐盐水(例如5％NaCl盐雾)腐蚀能力。
一方面，本申请提供了一种锅具的加工制备方法，包括对锅具基体依次进行一次抛光、喷砂、熔射、氮化和二次抛光的步骤；
其中，所述熔射步骤通过将熔射原料熔射于所述锅具基体的内表面上以形成熔射层；按质量百分比计，所述熔射原料包括75％～100％的钛材料和0％～25％的陶瓷材料。
优选的，所述熔射原料包括75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、100％的钛材料；0％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％的陶瓷材料。
可以理解的是，含有上述组分及比例的熔射原料可以是由纯钛材料组成，也即熔射原料包括100％的钛材料，此时获得的锅具熔射层的热膨胀系数与采用铁基质的锅具基体更接近，进而附着力更好，在有效防止熔射层脱落的同时，还能够表现出优异的耐腐蚀效果。
与此同时，含有上述组分及比例的熔射原料还可以含有部分陶瓷材料，一方面能够降低成本，增加经济效益；另一方面，适量陶瓷材料的填充能够显著提高熔射层的强度、硬度以及耐磨性，同时还表现出了与纯钛材料接近的耐腐蚀能力。
优选的，所述熔射原料采用粉末形式，其粒径为170μm～300μm。在该粒径范围下，可以在保证熔射效果的同时避免产生燃烧。
在一种实施方式中，所述钛材料选自金属钛、氧化钛、钛铜合金、钛铁合金、钛铝合金、钛铬合金、钛锰合金中的一种或多种；和/或，
所述陶瓷材料选自AT13、AT20、AT30和AT40中的一种或多种。
优选的，所述钛材料选用金属钛，所述陶瓷材料选用AT40。
在一种实施方式中，按质量百分比计，所述熔射原料包括下述材料中的任意一种：
I、100％金属钛；
II、75％～85％金属钛和15％～25％AT40。
其中，上述II所示熔射原料中的金属钛的质量百分比可以是75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％；AT40的质量百分比可以是15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％。
在一种实施方式中，按质量百分比计，所述AT40由60％Al2O3和40％Ti2O3组成。
可选的，所述AT40可以采用市售商品，其组成成分及含量为60％Al2O3和40％Ti2O3即可。
在一种实施方式中，所述氮化步骤采用热氮化，所述热氮化的加热温度为500～600℃；和/或，
所述熔射采用热喷涂、等离子喷涂和/或冷喷涂中的一种。
可选的，加工制备方法的实施例方案包括如下步骤：将基材成型为具有内腔的锅体；对锅体朝向内腔的表面进行抛光；对内腔表面进行喷砂形成粗糙面；在所述内腔的表面喷涂熔射材料，以在所述粗糙面形成所述熔射层；对锅体进行第一次氮化处理，以在所述熔射层的形成预氮化层；对具有所述熔射层和所述预氮化层的锅体进行抛光；对抛光后的所述锅体进行第二次氮化处理，以在所述预氮化层基础上形成氮化层；其中，熔射材料包括75％～100％的钛材料和0％～25％的陶瓷材料；所述氮化层的氮元素含量大于所述预氮化层的氮元素含量。
在这些实施例方案中，通过对锅具进行二次氮化，一方面通过增加氮化的总时间，有助于使氮更深地渗入熔射层内，从而增大氮化层的总厚度；另一方面在两次氮化之间进行了抛光，去除了第一次氮化时残留于锅具表面的杂质，以便于第二次氮化时氮更易渗入第一次氮化所形成的氮化层内，有助于使氮化层更致密，从而形成致密且含氮量高的氮化层。可见，这些实施例能够形成致密的氮化层，使锅具具有更优的耐腐蚀能力。
可选的，作为上述实施例的一种替代方案，加工制备方法的实施例方案包括如下步骤：将基材成型为具有内腔的锅体；对锅体朝向内腔的表面进行抛光；对内腔表面进行喷砂形成粗糙面；对所述锅体进行氮化处理，以在所述粗糙面形成所述锅体氮化层；在锅体氮化层的表面喷涂熔射材料，以在所述锅体氮化层表面沉积形成所述熔射层；对所述锅体进行第二次的氮化处理，以在所述熔射层形成所述氮化层。其中，熔射材料包括75％～100％的钛材料和0％～25％的陶瓷材料；所述氮化层的氮元素含量大于所述预氮化层的氮元素含量。
在这些实施例方案中，第一次氮化时，氮元素从锅体表面渗入锅体，此过程中由于锅体含氮量较少，因此锅体易与氮元素反应生成相应的氮化物，渗氮速率较快，从而能够较快地形成满足要求的锅体氮化层。并且，锅体一般由铸铁、冷轧钢板及铁合金等材料制成，铁元素在氮化工艺中更易生成氮混合物，从而使在熔射层上形成的氮化层更厚，氮化效果更好。同理，第二次氮化时，氮元素从熔射层表面渗入熔射层，而由于熔射层的氮含量较少，因此熔射层易与氮元素反应生成相应的氮化物，渗氮速率较快，从而能够较快地形成氮化层。
可选的，所述氮化层完全容纳于所述熔射层内，所述氮化层的硬度大于所述锅体的硬度，所述锅体的硬度大于所述熔射层的硬度。
在这些实施例中，熔射层中未被氮化的部分的硬度相对较低，因此熔射层未被氮化的部分相比锅体具有更良好的韧性。在日常使用中，锅具经常受热和冷却，因此锅体、熔射层以及氮化层反复膨胀和收缩，而锅体和熔射层的热膨胀系数具有差别，因此在膨胀和收缩过程中锅体和熔射层的型变量具有差别，从而锅体与熔射层之间会基于型变量的不同产生相互作用力。由于熔射层的韧性比锅体更优，因此上述相互作用力所产生的能量能够部分被熔射层基于自身的韧性而被吸收，有助于降低出现断裂问题的可能性，一定意义上能够使锅体与熔射层之间具有可靠的连接牢固度。氮化层位于内腔表面且比锅体以及熔射层的硬度更大，从而使内腔表面仍然具有良好的耐磨性。
可选的，所述第一次氮化处理和所述第二次氮化处理所使用的混合气体中氨和二氧化碳的体积比为16～20：0.5～4。
在这些实施例中，采用该体积比的混合气体可以使氮化的效果较佳，所形成的预氮化层和氮化层更加致密，从而使氮化层具有良好的耐腐蚀性及耐磨性。
可选的，氨气分解率为40％～60％时将所述锅体冷却出炉；和/或，所述氮化处理时氮化炉的炉内温度为520℃～580℃。
在这些实施例中，氨气分解率为40％～60％时即可使氮化层的厚度满足相应要求。具体来说，氮化层中的氮元素主要由氨气分解后生成，因此可通过测量氨气的分解率，判断氮化层中氮元素含量的多少，进而判断氮化层的厚度及致密度等性质。氨气分解率小于40％时，渗入熔射层的氮较少，所形成的氮化层不能满足锅具的耐盐腐蚀要求。而氨气分解率到达60％后，氮化层的含氮量已经较丰富从而具有较优的性质，但气体中氨气含量较少，从而渗氮速度会出现明显下降，造成氮化效率明显降低，继续氮化会增加成本但对氮化层的改良效果较为有限。有鉴于此，综合成本以及质量要求来看，氨气分解率为40％～60％时能够兼具质量和成本方面的要求。
在这些实施例中，采用520℃～580℃这一在氮化技术领域中较低的温度范围，一方面易于控制，另一方面这一温度范围已能够满足铁制的锅体以及含钛熔射层的氮化工艺需求。
可选的，所述熔射层的厚度为5μm～50μm，所述氮化层自所述熔射层的外表面向内渗透，所述熔射层的厚度大于所述氮化层的厚度。
在这些实施例方案中，熔射层的厚度直接影响熔射层的耐酸腐蚀能力，熔射层越厚，耐酸腐蚀能力越强，但对应的熔射层越容易从锅体脱落。因此，设置一个合适的厚度范围，有助于在使熔射层具有良好耐酸腐蚀能力，同时还具有良好的与锅体的结合牢固度。根据实验，熔射层厚度为5μm～50μm的情况下耐冲击能力较佳，大于50μm会使熔射层的抗冲击能力显著下降。另外，氮化层厚度大于预氮化层厚度，由此可通过观察第二次氮化后第二淡化层的厚度判定第二次氮化的效果，判定方法更加直观。
可选的，所述一次抛光和二次抛光的步骤可以采用如下工艺：使用百洁布、砂纸、机械抛光设备或者化学方法对锅具基体的内表面进行打磨抛光，去除锅具基体表面的油污以及杂质。
可选的，所述喷砂的步骤可以采用如下工艺：使用高速砂流的冲击锅具基体的表面，使锅具基体的粗糙度为Ra 2.0μm～Ra 10μm。
可选的，所述方法在二次抛光后还包括清洗和涂油的步骤。
在一种实施方式中，所述锅具基体的材质选自铸铁、冷轧钢、铁合金、铝、铝合金、铜和铜合金中的至少一种。
优选的，所述锅具基体的材质是铸铁或冷轧钢。
另一方面，本申请还提供了一种采用上述加工制备方法制备获得的锅具，所述锅具包括锅具基体、经所述氮化步骤形成的氮化层以及经所述熔射步骤形成的熔射层；
其中，所述熔射层连接于所述锅具基体并至少部分覆盖所述锅具基体，所述氮化层形成于所述熔射层并至少部分覆盖所述熔射层。
在一种实施方式中，所述熔射层的厚度为5μm～80μm，优选20～50μm；
和/或，所述氮化层的厚度为10μm～20μm。
优选的，经氮化工艺处理之前的熔射层远离锅具基体的表面具有凹凸结构，例如由相邻的凸起结构和凹陷结构形成的凹凸表面。如此设置的熔射层在氮化时，凹凸表面的总面积相比平面结构的总面积更大，因此与氮化气体的接触面积更大，更有利于氮化气体渗入熔射层以产生反应形成氮化层，最终使得氮化层的平均厚度更厚，从而提升氮化层对锅具基体的保护效果，尤其是耐盐性能。
优选的，所述凹凸结构经进一步处理后能够使得锅具最终产品内表面的表面粗糙度为Ra 1.5μm～3.0μm，所述进一步处理包括但不限于抛光。
并且，熔射层由于含有占比较高的钛材料，而钛材料具有较良好的耐酸及耐碱性能，因此有助于提升锅具的耐酸耐碱性能；位于熔射层表面的氮化层的具有较良好的耐盐效果，有助于提升锅具的耐腐蚀性，同时氮化层还具有良好的硬度，提升了锅具的耐磨性能。
在一种实施方式中，所述熔射层的材质至少包括金属钛和氧化钛中的一种。
可以理解的是，在熔射原料中的钛材料采用金属钛时，熔射工艺的高温处理使金属钛粉末呈液态被喷涂在锅具基体上，进而使得金属钛易与空气中的氧气产生氧化反应形成氧化物，使得最终以金属钛为原料形成的熔射层中至少含有部分氧化钛。氧化钛表面能相比铁或不锈钢等常用的锅具基材更低，因此氮化层与食材接触时二者之间的粘连力更小，从而使得锅具的抗粘性能得到了一定程度的提升。
另一方面，本申请还提供了一种烹饪器具，包括所述的耐腐蚀锅具；其中，所述烹饪器具包括炒锅、电饭煲、电压力锅、豆浆机、料理机中的一种。
优选的，所述烹饪器具为炒锅。
本申请至少具有如下有益效果：
1、本申请提供的锅具的加工制备方法，在锅具基体的内表面形成熔射层时，采用纯金属钛或在金属钛中掺入部分陶瓷材料，在保证其不粘效果的同时还可以具有更好的强度、硬度以及耐磨性；与此同时，含钛材料的熔射层还显著提高了表面具有凹凸结构的熔射层的耐酸、耐盐的耐腐蚀能力，显著延长锅具的使用寿命。
2、本申请提供的锅具的加工制备方法，操作简单，便于应用在实际生产工艺中，并且获得的锅具内壁不含有重金属元素，更有利于饮食安全，提高用户的使用体验。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本申请提供的加工制备方法获得的锅具一种实施方式的结构示意图；
图2是图1中A部放大图；
图中：
1、锅具基体；2、熔射层；3、氮化层；301、凸起结构；302、凹陷结构。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面再结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施方式的限制。
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
如未特殊说明，在以下实施方式中，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
实施例1锅具的加工制备方法
本实施例提供了一种锅具的加工制备方法，包括如下步骤：
步骤1)、一次抛光：使用百洁布、砂纸、机械抛光设备或者化学方法对锅具基体的内表面进行打磨抛光，去除锅具基体表面的油污以及杂质。
步骤2)、喷砂：使用高速砂流的冲击锅具基体的表面，使锅具基体的粗糙度为Ra2.0μm～10μm。
步骤3)、熔射：将粒径为170μm～300μm的熔射原料粉末混合后通入熔射喷枪内，在功率约为40kw的状态下将混合粉末热喷涂于锅具基体内壁，液态的熔射原料混合物冷却后凝结于锅具基体氮化层的内表面，形成熔射层；熔射原料包括75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、100％的钛材料；0％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％的陶瓷材料。
步骤4)、氮化：将熔射后的锅具基体置于氮化炉中，向氮化炉内通入氨气和二氧化碳以16～20：0.5～4比例的混合气体进行渗氮处理，温度500℃～600℃，时间约7小时，以在锅具基体的内壁表面形成氮化层。
步骤5)、二次抛光：使用百洁布或者砂纸对氮化层的内表面进行打磨抛光，使氮化层的表面粗糙度为Ra1.5μm～Ra3.0μm。
步骤6)、清洗并擦油。
实施例2锅具
本实施例提供了采用实施例1提供的加工制备方法获得的锅具，该锅具结构如图1-2所示。其中，上述实施例制备获得的锅具可以是炒锅，也可以是电饭煲、电压力锅、豆浆机、料理机等烹饪器具的内胆锅，优选为炒锅。
在如图1所示的实施例中，该锅具为炒锅，其锅体由底部至顶部依次为锅具基体1、熔射层2和氮化层3。
其中，锅具基体1可以采用铸铁、冷轧钢板、铁合金、铝、铝合金、铜和铜合金中的任意一种，优选为铸铁或冷轧钢板。熔射层2连接于锅具基体1并至少部分覆盖锅具基体1，优选为完全覆盖锅具基体1，并由经熔射工艺将熔射原料以热喷涂或离子熔射喷涂或冷喷涂等方式，喷涂在的锅具基体1内表面，厚度为1-100μm，优选为5-80μm。氮化层3连接于熔射层2并至少部分覆盖熔射层2，优选为完全覆盖熔射层2的内表面。在优选的实施方式中，氮化层3由熔射层2的内表面通过渗氮工艺形成，厚度为10-20μm。
参阅图2，氮化层3远离锅具基体1的内表面具有凹凸结构，例如由相邻的凸起结构301和凹陷结构形成的凹凸表面302，具有如此结构的氮化层3是由喷砂后的锅具基体1，先经熔射工艺在锅具基体1喷砂形成的凹凸不平的内表面上喷涂熔射原料形成具有同样凹凸结构的熔射层后，再向熔射层渗氮形成。而具有凹凸结构的熔射层2在氮化时，凹凸表面的总面积相比平面结构的总面积更大，因此与氮化气体(例如氨气)的接触面积更大，更有利于氮化气体渗入熔射层以产生反应形成氮化层3，最终使得氮化层3的平均厚度更厚，从而提升氮化层3对锅具基体1的保护效果，尤其是耐盐性能。
二次抛光后，氮化层3的表面粗糙度为Ra 1.5μm～Ra 3.0μm，即氮化层3的表面为较为光洁的表面，如此可在烹饪翻炒时，有助于降低食材以及锅铲与锅具之间的卡涩，提升手感，同时使锅具的内表面呈现出光洁的美感。
需要说明的是，由于氮化层3也具有一定的厚度，因此在进行二次抛光时主要是对氮化层3表面进行抛光。由于氮化层3具有良好的硬度，因此氮化层3能够形成对熔射层2的物理防护，有助于降低二次抛光操作时不小心损坏熔射层2的问题出现的概率。
实施例3不同熔射原料制成锅具的耐腐蚀能力测试
本实施例采用实施例1提供的加工制备方法，采用不同组分及配比的熔射原料加工制成锅具，并以未喷涂熔射层的锅具，即常用的无熔射层的铁锅作为对比例1，测试各示例的耐冲击、耐酸以及耐盐水腐蚀能力。
其中，耐冲击的测试方法如下：
取约230g的小铁球，分别选取锅具表面的若干位置，从1.5m高处将小铁球掉落至选取位置处对锅具的表面进行冲击，并反复进行5次，观察冲击位置的表面情况。
耐酸性能的测试方法如下：
将含约2％柠檬酸的溶液倒入锅具内并静置，观察锅具表面的脱落情况。
耐盐水腐蚀性能的测试方法如下：
将含5％食盐的溶液倒入锅具内并煮沸，然后在溶液保持微沸的状态下观察锅具表面的腐蚀情况。微沸是指溶液已经沸腾但未剧烈沸腾的状态。
所得结果如表1所示：
表1
由表1的结果可知，当熔射层厚度大于80μm时，熔射层的耐冲击能力显著下降，也即，熔射层与锅具基体之间的附着力显著下降，熔射层脱落风险较高，降低了锅具的寿命。与此同时，本申请提供的加工制备方法所制备获得的锅具具有显著提升的耐腐蚀能力。
具体来说，熔射层中Ti含量对耐酸性能具有一定影响。例如，示例9的熔射原料中Ti的质量占比比示例6的下降了5％，使得示例9的耐酸能力出现了明显下降；示例12进一步降低了Ti的质量占比，耐酸能力进一步下降同时耐盐能力也部分下降，导致锅具的整体性能有所下降。另外，对比示例7和示例10可知，当熔射层的厚度增加时，熔射原料中Ti含量的下降对锅具耐酸和耐盐能力的影响更为明显，进一步显现出熔射层中Ti对改善锅具耐腐蚀能力的作用。因此，熔射原料可选的包括75％～100％的钛材料，制成的锅具具有较为良好的耐酸及耐盐性能。
需要说明的是，熔射层厚度小于20μm的实施例中，虽然相比熔射层厚度小于20μm的实施例耐腐蚀性能有所下降，但相比无熔射层的铁锅，实施例的耐腐蚀能力仍然更优，可以实现发明目的；而熔射层厚度大于50μm的实施例的耐冲击能力也相比熔射层厚度小于50μm的实施例有所下降，但下降幅度并不明显，相比熔射层厚度大于80μm的实施例仍然具有一定的实用价值，所以这些实施例也在本申请的保护范围中。
实施例4锅具的加工制备方法
本实施例提供了一种锅具的加工制备方法，包括如下步骤：
步骤1)、一次抛光：使用百洁布、砂纸、机械抛光设备或者化学方法对锅具基体的内表面进行打磨抛光，去除锅具基体表面的油污以及杂质。
步骤2)、喷砂：使用高速砂流的冲击锅具基体的表面，使锅具基体的粗糙度为Ra2.0μm～10μm。
步骤3)、熔射：将粒径为170μm～300μm的熔射原料粉末混合后通入熔射喷枪内，在功率约为40kw的状态下将混合粉末热喷涂于锅具基体内壁，液态的熔射原料混合物冷却后凝结于锅具基体氮化层的内表面，形成熔射层；熔射原料包括75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、100％的钛材料；0％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％的陶瓷材料。
步骤4)、一次氮化：将熔射后的锅具基体置于氮化炉中，向氮化炉内通入氨气和二氧化碳以16～20：0.5～4比例的混合气体进行渗氮处理，温度500℃～600℃，时间约7小时，以在锅具基体的内壁表面形成预氮化层。
步骤5)、二次抛光：对预氮化层表面进行抛光，去除预氮化层表面的杂质。
步骤6)、二次氮化：将一次氮化后的锅具基体置于氮化炉中，进行二次氮化，以形成氮化层。
步骤7)、三次抛光：使用百洁布或者砂纸对氮化层的内表面进行打磨抛光，使氮化层的表面粗糙度为Ra1.5μm～Ra3.0μm。
步骤8)、清洗并擦油。
实施例4相比实施例1所最终形成的氮化层更厚且更致密，因此具有更良好的耐磨性及耐腐蚀性。
实施例5锅具的加工制备方法
本实施例提供了一种锅具的加工制备方法，包括如下步骤：
步骤1)、一次抛光：使用百洁布、砂纸、机械抛光设备或者化学方法对锅具基体的内表面进行打磨抛光，去除锅具基体表面的油污以及杂质。
步骤2)、喷砂：使用高速砂流的冲击锅具基体的表面，使锅具基体的粗糙度为Ra2.0μm～10μm。
步骤3)、一次氮化：将熔射后的锅具基体置于氮化炉中，向氮化炉内通入氨气和二氧化碳以16～20：0.5～4比例的混合气体进行渗氮处理，温度500℃～600℃，时间约7小时，以在锅具基体的内壁表面形成锅体氮化层。
步骤4)、熔射：将粒径为170μm～300μm的熔射原料粉末混合后通入熔射喷枪内，在功率约为40kw的状态下将混合粉末热喷涂于锅具基体内壁，液态的熔射原料混合物冷却后凝结于锅具基体氮化层的内表面，形成熔射层；熔射原料包括75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、100％的钛材料；0％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％的陶瓷材料。
步骤5)、二次氮化：将熔射后的锅具基体置于氮化炉中，进行二次氮化，以形成氮化层。
步骤6)、二次抛光：使用百洁布或者砂纸对氮化层的内表面进行打磨抛光，使氮化层的表面粗糙度为Ra1.5μm～Ra3.0μm。
步骤7)、清洗并擦油。
实施例5相比实施例1额外增加了一层锅体氮化层，因此所制成的锅具具有更良好的耐磨性及耐腐蚀性。
实施例6锅具
实施例6在实施例2的基础上，使熔射层具有若干第一微孔，氮化层具有若干第二微孔，氮化层中第二微孔的平均孔径大于熔射层中第一微孔的平均孔径。
可以理解的是，经过熔射和氮化后，所形成的熔射层和氮化层中均具有若干大小不等的微孔。第二微孔的平均孔径小于第一微孔的平均孔径也可以理解为氮化层比熔射层更致密。上述锅具制造方法的实施例中所进行的第二次氮化可以使氮化层更加致密。
由于氮化层的表面为直接与食物接触的表面，因此在第二微孔平均孔径较小的情况下，第二微孔可以起到限制液体从氮化层渗入熔射层的功能，从而使氮化层为熔射层提供防护效果更佳。另外，由于第二微孔平均孔径较小，而第二氮化层直接与食物接触，因此可以降低食物渗入第二微孔的总量，从而降低粘锅的概率。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种锅具的加工制备方法，其特征在于，包括对锅具基体依次进行一次抛光、喷砂、熔射、氮化和二次抛光的步骤；
其中，所述熔射步骤通过将熔射原料熔射于所述锅具基体的内表面上以形成熔射层；按质量百分比计，所述熔射原料包括75％～100％的钛材料和0％～25％的陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的锅具的加工制备方法，其特征在于，所述钛材料选自金属钛、氧化钛、钛铜合金、钛铁合金、钛铝合金、钛铬合金、钛锰合金中的一种或多种；和/或，
所述陶瓷材料选自AT13、AT20、AT30和AT40中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的锅具的加工制备方法，其特征在于，按质量百分比计，所述熔射原料包括下述材料中的任意一种：
I、100％金属钛；
II、75％～85％金属钛和15％～25％AT40。
4.根据权利要求2或3所述的锅具的加工制备方法，其特征在于，按质量百分比计，所述AT40由60％Al2O3和40％Ti2O3组成。
5.根据权利要求1所述的锅具的加工制备方法，其特征在于，所述氮化步骤采用热氮化，所述热氮化的加热温度为500～600℃；和/或，
所述熔射采用热喷涂、等离子喷涂和/或冷喷涂中的一种。
6.根据权利要求1所述的锅具的加工制备方法，其特征在于，所述锅具基体的材质选自铸铁、冷轧钢、铁合金、铝、铝合金、铜和铜合金中的至少一种。
7.一种锅具，其特征在于，由如权利要求1-6任一所述的锅具的加工制备方法制备获得；所述锅具包括锅具基体、经所述熔射步骤形成的熔射层以及经所述氮化步骤形成的氮化层；
其中，所述熔射层连接于所述锅具基体并至少部分覆盖所述锅具基体，所述氮化层形成于所述熔射层并至少部分覆盖所述熔射层。
8.根据权利要求7所述的锅具，其特征在于，所述熔射层的厚度为5μm～80μm；
和/或，所述氮化层的厚度为10μm～20μm。
9.根据权利要求7所述的锅具，其特征在于，所述熔射层的材质至少包括金属钛和氧化钛中的一种。
10.一种烹饪器具，其特征在于，包括如权利要求7-9任一所述的锅具；其中，所述烹饪器具包括炒锅、电饭煲、电压力锅、豆浆机、料理机中的一种。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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